Vitalik Buterin a appelé à fixer un plafond strict sur les coûts de preuve d’Ethereum par unité de gaz de bloc. Buterin a félicité l’équipe Airbender de ZKsync dans un message du 15 octobre et a identifié trois priorités en matière de vérification formelle : faire correspondre la représentation mathématique de l’exécution à la spécification d’Ethereum, limiter le coût du prouveur par rapport au gaz de bloc, et sécuriser le système de preuve. Le gaz représente le travail d’exécution et limite la consommation des ressources du bloc, mais une limite de preuve utile doit relier cette autorisation aux ressources de génération de preuve, y compris des charges de travail délibérément difficiles. La Fondation Ethereum a défini une phase axée sur la sécurité pour décembre 2025.
L'analyse actuelle du coût de calcul d'EIP-7904 recommande aucune modification du coût en gaz pour le calcul et ne spécifie aucune modification au calendrier des gaz d'Ethereum. EIP-7904 est une proposition informatique en Last Call depuis le 18 octobre, avec une date limite fixée au 1er novembre. L'analyse d'EIP-7904 cible 100 millions de gaz par seconde sur des clients d'exécution natifs optimisés. EIP-7904 attribue sa conclusion modifiée aux optimisations rendues possibles par les Listes d'Accès au Niveau des Blocs, incluant un travail parallèle qui accélère les opérations précédemment problématiques. Toutefois, EIP-7904 couvre l'exécution sur un CPU nu et exclut expressément toute considération spécifique de la génération de preuves ZK-SNARK, qui impose des charges de travail différentes.
ZKsync a rapporté le 13 octobre qu'une seule NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell a prouvé 99 % des 7 200 blocs consécutifs du mainnet Ethereum en moins de 10 secondes chacun, y compris la préparation des témoins. ZKsync a indiqué que chaque bloc échantillonné a été terminé en moins de 12 secondes. ZKsync a également décrit des configurations ETHproofs en direct séparées utilisant deux et quatre GPU. Toutefois, une garantie de coût maximal doit couvrir toute charge de travail autorisée dans les hypothèses déclarées, y compris les blocs délibérément conçus pour être coûteux à prouver. Un bloc typique peut s'adapter à une configuration réduite, tandis qu'une charge de travail autorisée difficile détermine la capacité de réserve dont un opérateur a besoin pour produire les preuves à temps.
Lin Oshitani de Nethermind Research a constaté, sur la base de 27 mesures effectuées en janvier, que les précompilations cryptographiques et plusieurs opérations d'arithmétique modulaire ou de division étaient relativement coûteuses à prouver par unité de gaz. Les mesures d'Oshitani ont révélé que les coûts variaient selon le prouveur et que les comptages ZK-cycle ne se traduisaient pas par un temps de preuve uniforme entre les opérations. L'étude a estimé le temps de preuve marginal en variant le nombre d'opérations tout en maintenant constant le contexte d'exécution environnant. L'étude a testé SP1 v5.2.3 avec sp1-cluster et RISC0 v3.0.4, en utilisant reth v1.9.3 et quatre cartes graphiques NVIDIA GeForce RTX 4090. RISC0 a utilisé le paramètre RISC0_KECCAK_PO2=15. Les mesures ont utilisé des entrées représentatives fixes ou des cas extrêmes au mieux, ont omis la validation de l'en-tête de bloc et ont accidentellement omis BLOCKHASH. Une investigation complète des coûts dépendant des arguments reste à faire.
Le cadre de référence de pire scénario de la Ethereum Foundation pour janvier relie le débit de preuve requis à une limite de gaz de bloc choisie et à une échéance de preuve. Ce cadre exige qu'un bloc difficile s'adapte au matériel et au budget temporel prévus. Le cadre explique que les estimations au niveau des opérations nécessitent des vérifications end-to-end, car la génération de preuve comporte un surcoût fixe, l'agrégation peut être non linéaire, et les configurations matérielles ainsi que les paramètres de sécurité influencent les performances. L'ensemble des clients d'exécution et des systèmes de preuve prévus pour participer est également important.
Améliorer un circuit ou un chemin d'exécution coûteux pourrait réduire le travail de preuve sans modifier les unités de gaz d'exécution des transactions, permettant aux opérateurs d'utiliser moins de ressources pour la même charge de travail. L'étude de Nethermind a également décrit une mesure du ZK-gaz pondérée avec un plafond par bloc, pouvant limiter les opérations exigeantes en preuve avant que la limite ordinaire de gaz d'exécution ne soit atteinte. La protection offerte par la mesure du ZK-gaz pondérée dépendra de la précision avec laquelle les poids captent les entrées complexes. Un plafond de ressources peut limiter le travail admis sans déterminer les paiements des utilisateurs des applications ni les gains des prouveurs. La facturation d'une ressource de preuve nécessiterait des choix de conception supplémentaires. L'EIP-7999 reste une proposition en brouillon de marché tarifaire multidimensionnel qui sépare les données d'appel en une ressource distincte.
La réévaluation des opérations Opcode attribuerait plus de gaz aux opérations coûteuses, permettant d'inclure moins de telles opérations dans un bloc à une limite de gaz fixe. Les applications utilisant des opérations réévaluées pourraient consommer plus de gaz pour une exécution réussie identique. Le mécanisme de frais d'exécution d'EIP-1559 multiplie le gaz facturé par le prix du gaz effectif. Une application facturée plus de gaz pour la même transaction réussie paierait plus à un prix du gaz effectif positif inchangé.
EIP-8025 reste une proposition facultative en brouillon de preuve d'exécution qui ne fournit aucune incitation au prouveur et conserve la ré-exécution même lorsque des preuves sont disponibles. Les priorités de la Fondation Ethereum pour septembre reportent les preuves obligatoires à une date ultérieure, avec l'ordre des forks en cours d'examen. La date limite de révision du 1er novembre pour EIP-7904 concerne l'analyse CPU, tandis que les prouveurs indépendants nécessitent une limite liée à des charges de travail explicites, des implémentations, des paramètres de sécurité et des hypothèses matérielles. Une telle limite transformerait une allocation de gaz en une limite fiable des ressources de preuve qu'un opérateur doit être prêt à fournir.
Les coûts de preuve d'Ethereum font face au défi de la limite rigide de Vitalik
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Résumé
Vitalik Buterin a proposé une limite maximale sur les coûts de preuve d’Ethereum par unité de gaz de bloc afin d’aligner la génération de preuves avec les contraintes de gaz. L’EIP-7904, en appel final jusqu’au 1er novembre, met en avant les optimisations des listes d’accès. ZKsync et Nethermind ont montré des variations de coûts et d’efficacité en utilisant des GPU. La Fondation Ethereum développe un cadre de benchmarking pour les scénarios de preuve dans les pires cas. Les actifs à risque ont retrouvé de l’attention dans le contexte des mesures CFT.
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